单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯

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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:

请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式                  
(2)装置A中g管的作用是              ;装置C中的试剂是         ;装置E中的h瓶需要冷却理由是                 
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是             (填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,是铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:

①滴定前是否要滴加指示剂?           (填“是”或“否”),请说明理由          
②某同学称取5.000g残留物,预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,试样溶液,用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是           
答案
(1)MnO2 + 4H + 2ClMn2 + Cl2↑ + 2H2O
(2)平衡压强  浓硫酸  使SiCl4冷凝
(3)Al、P、Cl
(4)①否;KMnO4溶液自身可作指示剂;
②4.480%
解析
制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置,B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl,再用C(浓H2SO4)除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应,用冷水将产生SiCl4冷凝即可。(1)制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。(2)g管是将分液漏斗与烧瓶相连,则它们中的压强是相待的,这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低,只有57.7℃,而反应的温度达几百度,故需要冷凝收集。(3)从物质的物理性质表可发现,AlCl3,FeCl3和PCl5均易升华,故还应还有Al、P、Cl元素。(4)由于高锰酸钾本身是紫红色的,与Fe2反应时,可以褪色,故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系,5Fe2~MnO4 ,n(Fe)= 10-2×20×10-3×5×100/25 =4×10-3mol。W (Fe)= 4×10-3×56/5 ×100% =4.48%。
举一反三
古有“杜康酿酒反为醋”的传说,高粱、玉米等粮食是酿酒工业的主要原料。粮食发酵可得有机化合物A,在A分子中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.0%,其余为氧元素。又知A在一定条件下可生成B,在加热和浓硫酸作用下,A与B反应可生成一种有香味的物质C,若184gA和120gB反应能生成106gC,计算该反应的产率(写出计算过程)。
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根据碳族元素的相似性与递变性、一般性与特殊性的知识,判断下列说法正确的是(    )
A.CO2、PbO2都是强氧化剂
B.CO2和PbO2都是弱氧化剂,CO和PbO都是还原剂
C.Sn(OH)4可与NaOH反应,但不与盐酸反应
D.Ge单质的熔点介于Si、Pb之间,是半导体材料

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如果发现114号新元素(位于第7周期IVA族),下列有关X可能具有的性质合理的是(  )
A.X是非金属元素
B.X的+2价化合物比+4价化合物稳定
C.XO2具有强氧化性
D.X有稳定的气态氢化物

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科学家发现C60后,近年又合成了许多球形分子(富勒烯),如C50、C70、C120、C540等,它
们互称为                                                                                                 (   )
A.同系物B.同分异构体C.同素异形体D.同位素

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目前科学界拟合成一种“二重结构”的球形物质,即把足球形C60分子容纳在足球形Si60分子中,外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合。下列关于这种物质的叙述不正确的是(    )
A.是两种单质组成的混合物B.相对分子质量为2400
C.是一种化合物D.其晶体类型属于分子晶体

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